Harapan Iklim Yang Mungkin Tidak Wujud
Selama beberapa dekad, saintis iklim telah berpegang pada teori yang berhati-hati optimis tentang Lautan Selatan: apabila suhu global meningkat dan glasier Antartika mencair, besi yang terperangkap dalam ais akan dilepaskan ke perairan sekitarnya, membaja pertumbuhan alga mikroskopik yang luas. Fitoplankton ini kemudiannya akan menyerap karbon dioksida dari atmosfera semasa ia tumbuh, mewujudkan gelung maklum balas negatif semula jadi yang boleh mengimbangi sebahagian kesan pemanasan daripada pelepasan gas rumah hijau. Ia adalah, dalam pengiraan suram perubahan iklim, salah satu daripada beberapa mekanisme pembetulan diri yang mungkin disediakan oleh alam semula jadi.
Penyelidikan baharu kini mencabar naratif yang menenangkan ini. Para saintis yang mengkaji Lautan Selatan telah menemui masalah ketara dengan teori pembajaan besi, menunjukkan bahawa proses itu jauh kurang berkesan sebagai sinki karbon daripada yang diandaikan sebelum ini. Penemuan ini boleh mempunyai implikasi penting untuk model iklim yang telah menggabungkan pembajaan besi sebagai faktor mitigasi dalam unjuran pemanasan jangka panjang.
Bagaimana Teori Itu Sepatutnya Berfungsi
Hipotesis pembajaan besi bergantung pada pemerhatian yang mantap: kawasan besar Lautan Selatan adalah apa yang saintis panggil zon "nutrien tinggi, klorofil rendah". Perairan ini mengandungi nitrogen, fosforus, dan nutrien lain yang diperlukan untuk pertumbuhan fitoplankton, tetapi populasi alga kekal sangat kecil. Faktor pembatas, penyelidik menentukan, adalah besi — mikronutrien yang diperlukan oleh fitoplankton dalam jumlah surih tetapi yang jarang terdapat di perairan laut terpencil ini jauh dari sumber debu benua.
Glasier Antartika mengandungi zarah besi yang dikikis dari batuan dasar semasa pembentukannya. Apabila glasier melahirkan aisberg dan mencair di pinggirnya, besi ini dilepaskan ke lautan sekitarnya. Teori itu meramalkan bahawa pencairan yang dipercepatkan di bawah perubahan iklim akan menyampaikan jumlah besi yang semakin meningkat ke Lautan Selatan, mencetuskan pertumbuhan fitoplankton yang lebih besar dan lebih kerap yang akan menarik CO2 atmosfera melalui fotosintesis.
Apabila fitoplankton mati dan tenggelam ke dasar laut, ia membawa karbon yang diserap bersamanya dalam proses yang dikenali sebagai pam biologi. Jika karbon mencapai laut dalam, ia boleh diasingkan dengan berkesan selama berabad-abad atau lebih lama, mengeluarkannya dari kitaran karbon atmosfera. Pada tahap yang paling optimistik, teori itu mencadangkan bahawa proses ini boleh menyerap sebahagian besar daripada pelepasan karbon manusia.
Di Mana Teori Itu Gagal
Penyelidikan baharu mengenal pasti beberapa masalah dengan rantaian penaakulan ini. Pertama, bentuk di mana besi dilepaskan dari glasier yang mencair sangat penting. Tidak semua besi tersedia secara biologi kepada fitoplankton. Kebanyakan besi dalam air lebur glasier terikat dalam bentuk mineral yang tidak mudah diserap oleh mikroorganisma, mengurangkan kesan pembajaan yang berkesan jauh di bawah ramalan teori.
Kedua, dinamik fizikal penyebaran air lebur berfungsi menentang penghantaran besi pekat. Air lebur glasier cenderung merebak di permukaan lautan dalam gumpalan cair, menyebarkan besi bioavailable yang sudah terhad ke kawasan yang luas daripada menumpukannya dalam kuantiti yang mencukupi untuk mencetuskan pertumbuhan besar. Pada masa besi mencapai komuniti fitoplankton, kepekatan mungkin terlalu rendah untuk mempunyai kesan merangsang pertumbuhan yang ketara.
Ketiga, dan mungkin yang paling asas, terdapat proses bersaing yang boleh meniadakan apa sahaja penyerapan karbon yang berlaku. Suhu lautan yang lebih panas boleh meningkatkan kadar di mana bahan organik terurai sebelum ia tenggelam ke kedalaman, melepaskan karbon yang diserap kembali ke dalam lajur air dan akhirnya atmosfera. Perubahan dalam corak peredaran lautan yang didorong oleh pemanasan yang sama yang mencairkan glasier juga boleh mengurangkan kecekapan pam biologi.
Implikasi untuk Model Iklim
Pelemahan teori pembajaan besi mempunyai implikasi langsung untuk pemodelan iklim. Beberapa unjuran telah memasukkan pembajaan besi sebagai maklum balas negatif yang akan menyederhanakan sebahagian pemanasan dalam senario pelepasan tinggi. Jika maklum balas ini lebih lemah daripada yang diandaikan — atau secara berkesan boleh diabaikan — maka unjuran iklim tertentu mungkin meremehkan kadar dan magnitud pemanasan masa depan.
Ini bukan kali pertama sinki karbon semula jadi yang dicadangkan terbukti kurang berkesan daripada yang diharapkan. Penyerapan karbon hutan juga didapati lebih terhad daripada anggaran awal yang dicadangkan, dan pengasidan lautan mengurangkan kapasiti perairan permukaan untuk menyerap CO2 secara langsung. Setiap kali brek semula jadi yang dicadangkan untuk pemanasan didapati lebih lemah daripada yang dijangkakan, belanjawan karbon yang tinggal untuk mengekalkan pemanasan dalam ambang sasaran mengecil sewajarnya.
Gambaran Lebih Luas
Penyelidikan ini tidak bermakna bahawa pembajaan besi memainkan peranan sifar dalam dinamik karbon lautan — ia jelas memainkan beberapa peranan dalam kitaran biogeokimia semula jadi. Tetapi ia menunjukkan bahawa bergantung pada pencairan glasier yang dipercepatkan untuk memberikan manfaat iklim adalah salah. Kesan bersih kehilangan glasier kekal sangat negatif: paras laut meningkat, peredaran lautan terganggu, pencairan air tawar di perairan kutub, dan kehilangan albedo lembaran ais yang mempercepatkan pemanasan selanjutnya.
Bagi pembuat dasar dan orang awam, kesimpulannya adalah menyedihkan. Mekanisme maklum balas semula jadi yang mungkin telah melembutkan kesan perubahan iklim nampaknya kurang berkuasa daripada yang diharapkan. Tanggungjawab untuk mengurangkan pelepasan gas rumah hijau kekal sepenuhnya di tangan manusia, dengan lebih sedikit jaring keselamatan semula jadi daripada yang disarankan oleh beberapa model. Lautan Selatan, dengan segala keluasan, tidak boleh diandalkan untuk membersihkan atmosfera bagi pihak kita.
Artikel ini berdasarkan laporan oleh Phys.org. Baca artikel asal.
